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無線電子工学および電気工学の百科事典 非接触照明制御。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
ゲストがアパートの敷居を横切るとすぐに、まるで魔法のように、ホールにライトが点滅し、通常、一日中いつでも廊下の特徴である夕暮れを照らします。 そして重要なのは、アパート内の玄関近くにある敷物、あるいはむしろその下に隠された敏感なアンテナ、より正確には、廊下のランプを制御する電子機械にあります。 このマシン (図 1) は、1 つのデジタル超小型回路 (DD2 と DD1)、1 つのトランジスタ (VT1.2) と 1.4 つのトリニスタ (VS7) だけで組み立てられています。 これには、論理要素 DD10 ～ DD10000、コンデンサ C10、抵抗 R0,1 で構築されたパルス発生器が含まれており、周波数 100 Hz (または 50 kHz はオーディオ周波数) の矩形パルスを生成します。 さらに、周波数安定性は特に重要ではありません。 したがって、これらのパルスの繰り返し周期は1.1ms(2.1μs)となります。 これらのパルスはほぼ対称であるため、各パルスの持続時間 (またはパルス間の休止時間) は約 1 μs です。 論理要素 DD3、DD1、コンデンサ C2 ～ C1、抵抗 R1、R1、ダイオード VDXNUMX、およびコネクタ XXNUMX を備えたアンテナ WAXNUMX 上で、アンテナとネットワーク ワイヤ間の静電容量に応答する容量性リレーが作成されます。
この静電容量が重要でない場合 (15 pF 未満)、同じ周波数 1.1 kHz の方形パルスが要素 DD10 の出力で形成されますが、それらの間の休止時間は (微分チェーン C1R1 により) 0,01 ms に短縮されます。 (10μs)。 パルス幅が 100 - 10 = 90 μs であることがわかります。 ただし、このような短い時間でも、コンデンサ C3 は (抵抗 R1 を介した) 充電時間が長く、約 2 ms (70 μs) に等しいため、(ダイオード VD70000 を介して) ほぼ完全に放電されます。 コンデンサは、要素 DD1.1 の出力に高電圧レベル (パルスであっても、単なる一定レベルであっても) があるときにのみ充電されるため、90 μs 続くパルスの間、コンデンサ C3 には充電する時間がありません。著しく充電されるため、出力要素 DD2.1 は常に高電圧レベルに留まります。 WA1 アンテナとネットワーク ワイヤ間の静電容量が (たとえば、人体により) 15 pF 以上に増加すると、DD1.1 エレメントの入力におけるパルス信号の振幅が大幅に減少し、パルスがこの要素の出力の は消え、一定の高レベルに変わります。 これで、コンデンサ C3 は抵抗 R2 を介して充電できるようになり、要素 DD2.1 の出力はロー レベルに設定されます。 論理要素 DD2.2、DD2.3、コンデンサ C4、抵抗 R3、R4 で組み立てられたワンショット (待機マルチバイブレータ) をトリガーするのは彼です。 アンテナ回路の静電容量が小さいため、要素 DD2.1 の出力に高い電圧レベルが存在しますが、単安定回路は要素 DD2.2 の出力が低くなり、出力が低下する状態になります。 DD2.3の値は高くなります。 タイミングコンデンサＣ４は（抵抗器Ｒ３および要素ＤＤ２．３の入力回路を通して）放電される。 ただし、静電容量が著しく増加し、要素 DD4 の出力にロー レベルが現れるとすぐに、単安定回路は、C3R2.3R2.1 回路の指定された定格で約 4 秒に等しい時間遅延を直ちに生成します。 ちょうどこのとき、要素 DD3 の出力にロー レベルが現れ、DD4 の出力にハイ レベルが現れます。 後者は、論理要素 DD20、トランジスタ VT2.3、ダイオード VD2.2、および抵抗 R2.4 ～ R1 で作成された電子キーを開くことができます。 しかし、このキーは常に開いたままではなく、エネルギー消費の点でも、そして最も重要なことに、VS3 サイリスタの制御ジャンクションが完全に無駄に加熱されるため、明らかに非現実的です。 したがって、電子スイッチは、ネットワークの各半サイクルの開始時、つまり抵抗 R5 の電圧が再び約 5 V に上昇するときのみトリガーされます。この時点では、高電圧レベルではなく、低電圧が発生します。レベルは、トランジスタ VT2.4 が最初に開き、次にサイリスタ VS1 が開くため、要素 DD1 の出力に現れます。 しかし、後者が開くとすぐに、その電圧は大幅に低下し、これにより要素DD2.4の（回路による）上部入力の電圧が低下し、したがってこの要素の出力の低レベルが低下します。要素は再び突然ハイ要素に置き換えられ、トランジスタ VT1 が自動的に閉じます。 ただし、サイリスタ VS1 は、この半サイクル中はオープン (オン) のままです。 次の半サイクルでは、すべてが同じシーケンスで繰り返されます。 したがって、電子キーは、SCR VS1 をオンにするのに必要な数マイクロ秒間だけ開き、その後再び閉じます。 このおかげで、SCR の消費電力と発熱が低減されるだけでなく、放射される電波干渉のレベルも大幅に低減されます。 20 秒間の露光が終了し、人がすでに「魔法の」マットから離れると、DD2.3 素子の出力に再びハイレベルが現れ、DD2.2 の出力にローレベルが現れます。 後者は、要素 DD2.4 の下側入力で電子キーをロックします。 この場合、トランジスタ VT1、したがってサイリスタ VS1 は、ネットワーク パルスを同期することによって (図の要素 DD2.4 の上部入力で) 開くことができなくなります。 シャッタースピードが切れても人がマット上（WA1アンテナ上）に残っている場合、マットから離れるまで電子キーはロックされません。 図 1 からわかるように、SCR VS1 は、ダイオード ブリッジ VD5 の水平 (回路に従って) 対角線を閉じることができます。 しかし、これは同じ橋の垂直対角線を閉じることに相当します。 したがって、サイリスタ VS1 が開いているときは、ランプ EL1 が点灯します。 開いていないときはランプが消えます。 ランプ EL1 とスイッチ SA1 は、廊下にある標準的な電化製品です。 したがって、スイッチ SA1 を使用すると、マシンに関係なく、いつでもランプ EL1 をオンにすることができます。 サイリスタ VS1 が閉じている場合にのみオフにできます。 ただし、スイッチ SA1 の接点を閉じた後、機械の電源が切れることも重要です。 したがって、時間遅延の形成は、SA1 スイッチを閉じてから開くことによって、いつでも自由に中断できます。 このマシンは、バラスト抵抗器 R9、整流ダイオード VD4、ツェナー ダイオード VD2 を含むパラメトリック スタビライザーによって電力を供給されます。 このスタビライザーは約 10 V の定電圧を生成し、コンデンサ C6 と C5 によってフィルタリングされます。コンデンサ C6 はこの電圧の低周波リップルを平滑化し、C5 は高周波リップルを平滑化します。 マシンの動作を簡単に考えてみましょう (スイッチ SA1 が開いていると仮定します)。 WA1 アンテナが人体の静電容量によってブロックされない限り、DD2.1 素子の出力には一定の高レベルが存在します。 したがって、ワンショットデバイスはスタンバイモードにあり、要素 DD2.2 の出力がローレベルになり、電子キーが (要素 DD2.4 の下側入力で) ロックされます。 その結果、サイリスタVS1は、ブリッジVD2.4から抵抗R5を介して要素DD6の上部入力に到達するクロックパルスによっては開かれません。 人がアンテナ回路をブロックすると、DD2.1 素子の出力にローレベルが現れて単安定をトリガーし、DD2.2 素子の出力にハイレベルが現れて電子キーとサイリスタ VS20 が開きます。 1秒（この間EL1ランプ点灯） その時点までにアンテナ回路の遮断が解除されていれば（人がマットから離れていれば）EL1ランプは消灯しますが、そうでない場合は人がマットから離れるまで点灯し続けます。 いずれの場合も、ワンショット (およびマシン全体) は再びスタンバイ モードになります。 突然必要になった場合に、予定より早く (20 秒待たずに) ライトを消すには、スイッチ SA1 を閉じて開くだけです。 その後、マシンもスタンバイ モードに入ります。 マシンに必要な感度は、WA1 アンテナのサイズ、マットの厚さ、および考慮するのが難しいその他の要因によって異なります。 したがって、抵抗器 R1 の抵抗値を変更することによって、所望の感度が選択されます。 したがって、抵抗が増加すると感度が増加し、その逆も同様です。 ただし、次の 1 つの理由から、過度に敏感になってはいけません。 まず、抵抗器 R1 の抵抗を 1 MOhm より大きくするには、通常、動作モードに対する空気湿度の影響を排除するために、抵抗器をワニスで埋める必要があります。 次に、マシンの感度が高すぎる場合、誤検知を排除できません。 廊下の床を洗った後、まだ乾いていない場合にも可能です。 次に、ライトを消すには、単極コネクタ X1 を使用して WAXNUMX アンテナを一時的に切断する必要があります。 WA1 アンテナは、片面フォイル グラスファイバーのシートで、フォイル側が薄いテキストライト、ゲティナックス、またはポリスチレンの 1 番目のシートで覆われています。 最初のシートの周囲に沿って、ホイルを何らかの方法で約 XNUMX cm の幅に剥がし、アンテナの周囲の領域を接着剤 (エポキシ パテなど) で慎重に埋めながら、両方のシートを貼り合わせます。フォイルが取り除かれました。 フォイルからアンテナの外側まで延びるワイヤの終端の信頼性に特に注意を払う必要があります。 アンテナの全体寸法は既存のマットによって異なります。 おおよその面積（ホイルによると）は500...1000 cm2（20x30 cmとしましょう）です。 機械からアンテナまでのワイヤの長さが長い場合は、シールドする必要がある場合があります (シールド ストッキングは抵抗 R1 の下側端子に接続されます)。 しかし、一方では機械の感度が必然的に低下し、他方ではコンデンサC1の静電容量をわずかに増加する必要がある場合があります。 スクリーンはネットワークに電気的に接続されるため、その上を良質で厚い断熱材で覆う必要があります。 機械自体は、印刷または表面実装による取り付けを使用してプラスチック基板上に組み立てられます。 ボードは適切な寸法のプラスチックの箱に入れられ、電気点はすべてネットワークに接続されているため、多かれ少なかれ危険であるため、電気点への不本意な接触を防ぎます。 このため、取り付け中のすべてのはんだ付けは、最初にマシンをネットワーク (SA1 スイッチ) から切断した後に実行する必要があります。 設定は、すでに述べたように感度 (抵抗 R1 を使用) と、必要に応じて単安定のシャッター スピード (抵抗 R4 を使用) を選択することで構成されます。 ちなみにシャッタースピードは1分(R4=820kΩ時)以上まで上げることができます。 図 1 の詳細を使用すると、EL1 ランプ (または並列接続された複数のランプ) の最大電力は 130 W に達する可能性があり、廊下には十分な電力です。 SCR KU202N (VS1) の代わりに、KU202M をインストールすることも、最後の手段として KU202K、KU202L、KU201K、または KU201L をインストールすることもできます。 KTs5 または KTs402 シリーズのインデックス Zh または I のダイオード ブリッジ (VD405)。同じシリーズのインデックス A、B または C のブリッジを使用する場合、許容電力は 220 W になります。 このブリッジは、205 つの個別のダイオードまたは KD105 シリーズの 105 つのアセンブリから簡単に組み立てることができます。 したがって、ダイオードKD105B、KD226V、KD205G、D65B、KD209Eを使用する場合は、ランプ電力を205 W、KD205V、KD110A、KD209B - 209 W、KD155A、KD225B 225 W、KD375V、KD202D - 202 Wに制限する必要があります。 、K D202K、KD202L、KD202M、KD202N、KD440R、KDXNUMXS XNUMX W。 SCR もブリッジ ダイオードもヒートシンク (ラジエーター) を必要としません。 ダイオード VD1 - 任意のパルスまたは高周波 (ゲルマニウムまたはシリコン)、およびダイオード VD3、VD4 - 任意の整流器 (KD102 ～ KD105 シリーズなど)。 ツェナー ダイオード VD2 - 9...1 V の安定化電圧の場合、シリーズ KS191、KS196、KS210、KS211、D818 またはタイプ D814V、D814G を想定します。 トランジスタ VT1 - KT361、KT345、KT208、KT209、KT3107、GT321 シリーズのいずれか。 K561LA7 マイクロ回路 (DD1 および DD2) は、KM1561LA7、564LA7、または K176LA7 と簡単に置き換えることができます。 熱放散を改善するには、9 つの 82 ワットのバラスト抵抗 (R5,1) を使用して 0,125 ワットのバラスト抵抗 (R0,125) を作成することをお勧めします。並列接続の場合は 0,125 kOhm、直列接続の場合は 2 kOhm の抵抗を使用します。 残りの抵抗器のタイプは、MLT-500、OMLT-1、または VS-3 です。 電気的安全のため、コンデンサ C5 (マイカが望ましい) の定格電圧は少なくとも 7 V である必要があります。コンデンサ C2 ～ CXNUMX、CXNUMX、および CXNUMX は、任意の定格電圧を持つセラミック、マイカ、または金属紙です (CXNUMX を除く)。 少なくとも 4 V の定格電圧を持つ任意のタイプの酸化物 (電解) コンデンサ C6 および C15。 手をかざす（軽く触れる）だけでテーブルランプ（燭台、フロアランプ、またはシーリングランプ）を点灯させる機械の別のバージョンを図2に示します。 この機械は基本的に、XNUMX 回押すごとに作動するロック機構を備えた従来の押しボタン スイッチの電子的類似物です。XNUMX 回押すとランプが点灯し、もう XNUMX 回押すとランプが消灯します。
このマシンも 561 つのデジタル マイクロ回路のみで構築されていますが、7 番目の K2LA561 マイクロ回路 (2 つの XNUMXI-NOT 論理要素) の代わりに、KXNUMXTMXNUMX マイクロ回路 (XNUMX つの D フリップフロップ) を使用しています。 以前のマシンの XNUMX つのバイブレーターの代わりに、最新のマイクロ回路のトリガーが搭載されていることは簡単にわかります。 これらがマシン内でどのように機能するかを簡単に見てみましょう。 DD2.1 トリガの目的は補助的なものです。DD2.2 トリガの計数入力 C に供給されるパルスの厳密に長方形の形状を提供します。 このようなパルス整形器がなかった場合、DD2.2 トリガーは入力 C でシングル (直接出力がハイで反転出力がローの場合) またはゼロ (出力信号が逆の場合) に明確に切り替えることができません。示されているもの）状態。 トリガ DD2.1 の設定入力 S (設定「3」) には、その設定入力 R (設定「4」) に対して常にハイレベルが供給されるため、その反転出力は通常のリピータになります。 このため、積分回路 R3C1 はコンデンサ C2.1 から取得したパルスのエッジを鋭くします。 電圧が低い場合 (アンテナ WA3 が手で触れられていない場合)、トリガー DD1 の反転出力も低電圧レベルになります。 しかし、コンデンサ C5 の電圧が約 2.1 V まで上昇すると (アンテナ WAXNUMX に手を十分近づけると)、トリガー DDXNUMX の反転出力の低レベルが急激に高レベルに変化します。 逆に、コンデンサ C3 (手動で取り外したもの) の電圧を 5 V 未満に下げると、同じ反転出力のハイ レベルも突然ローに変化します。 ただし、DD2.2 トリガーは (入力 C での) 負の電圧サージに応答しないため、これら 2.2 つのサージのうち最初の (正) サージのみが重要です。 したがって、手を十分に近い距離で WA1 アンテナに近づけると、DDXNUMX トリガーは新しい状態 (XNUMX または XNUMX) に切り替わります。 DD2.2 トリガーの直接出力は、電子キーの一部である DD1.2 エレメントの上部 (図によると) 入力に接続されます。 この入力に作用することにより、トリガーは電子キーとサイリスタ VS1 の開閉の両方を行うことができ、それによってランプ EL1 をオンまたはオフにすることができます。 トリガ DD2.2 の反転出力をそれ自体の情報入力 D に直接接続することで、希望の計数モード (「5 回おき」) での動作が保証されますが、電源供給後に積分回路 C4R2.2 が必要になることに注意してください。マシンに（たとえば、「プラグ」をオフにした後）トリガ DD1 を設定すると、ランプ ELXNUMX の消灯に対応して、必ず XNUMX 状態に設定されます。 従来機同様、ランプEL1は通常のスイッチSA1で点灯可能です。 ただし、スイッチ SA1 が開いている一方で、トリガー DD2.2 がゼロに設定されている場合は、オフになります。 このマシンのもう 10 つの特徴は、パルス発生器 (1 kHz) が 1.4 つの要素ではなく 561 つの要素 (DD2 と DD2) のみを使用した簡略化された回路に従って組み立てられていることです。 K1561TM2 (DD564) マイクロ回路の代わりに、KM2TM176、2TM50、または K100TM2 を使用することができます。 その他の詳細は前の内容と同じです。 フォイル領域上でアンテナの寸法を XNUMX ～ XNUMX cmXNUMX に縮小することは理にかなっています。 工作愛好家にとって間違いなく興味深いのは、マイクロ回路 (DD3) が 1 つだけ含まれている最も単純な軽量マシン (図 XNUMX) です。 このデバイスは、セルフリセット機能を備えた通常のボタンの電子的アナログのようなものです。押すとランプが点灯し、放すと消灯します。 このような非接触の「ボタン」を、たとえば安楽椅子に装備すると、読書、編み物、その他のアクティブなレクリエーションのために座るたびに上部のライトが自動的に点灯するため、非常に便利です。
この簡易マシンとこれまでのマシンの違いは、単発マシンやトリガーがないことです。 したがって、コンデンサ C3 は、電子キーの要素 DD1.2 の (回路に従って) 下部入力に直接接続されます。 「ライダー」がいない場合、椅子の布張りの下に隠されたアンテナ WA1 は要素 DD1.1 の出力でのパルス信号の発生を妨げず、コンデンサ C3 が放電されるため、電子キーとサイリスタ VS1 は動作しません。閉じているとランプEL1は点灯しません。 旅行者が椅子に座ると、これらのパルスが消え、コンデンサ C3 が充電され、電子キーによって SCR VS1 が開き、ライトが点灯します。 もちろん、これらの例はライト オートマトンの使用の可能性をすべて網羅しているわけではありません。 作者: V.V.バニコフ
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